试论青藏高原第四纪沉积地球化学演化与环境变迁

本文扼要介绍最近几年青藏高原第四纪沉积物的元素地球化学、同位素地球化学、有机地球化学和矿物学及其与气候环境关系研究的一些新进展。青藏高原第四纪沉积地球化学信息综合分析，初步建立了长、短期时间尺度的气候曲线。揭示了青藏高原强烈隆升引起的气候环境配制的改变，即在３．４０－０．７３ＭａＢ，Ｐ．高原强烈隆升，亚洲季风稳定形成，气候以干冷、湿暖型波动为主；０．７３ＭａＢ．Ｐ．以来高原再次强烈隆升，气候环境愈趋干旱；进入全新世以来，出现凉干、暖干、暖湿和冷湿的多种气候波动模式。在空间格局上划分二个地球化学沉积区，即西藏和新疆为富镁区；青海为富钾区。还揭示了青藏高原湖泊沉积地球化学的分带性，其分带规律与高原隆起的差异性是一致的。此外，青藏地区风化壳和古土壤的地球化学演化与高原古气候变迁也有紧密联系。     

青藏高原东部多年冻土退化对环境的影响

退化是本区多年冻土变化的基本趋势，不同区段退化幅度有差异，影响退化的因素除了全球气候转暖外，还有局地气候和地下水迳流。在退化敏感的地带，工程建设，牧区生态平衡都有不可忽视的影响。     

江苏金坛新石器时代环境变迁研究

对江苏金坛三星村新石器遗址ＪＳ９８Ｔ０８２０号探坑南壁剖面进行采磁,对样品帮了粒度、地球化学、孢粉、微体古生物（有孔虫和介形类）等环境替代指标的测定与分析,并据此初步研究和恢复了该区新石器时代古定变状况,得出以下几点认识：（１０地球化学分析结果本区知全新世以来,气候有从暖湿向干冷变化的总趋势。（２）Ｐ２Ｏ５的含量在马家浜墓葬层和崧泽文化层可达生土层的５～６倍,充分反映了当时人类活动日益频繁,同时也     

郑州-荥阳附近全新世湖沼沉积环境及对人类文化发展的意义

郑州地区深约4~12 m多处发现有1-2层灰黑色黏土层,具有湖沼相沉积特征。中原地区是华夏文明发祥地,文明发展与环境密切相关,稳定的水源是先民生存繁衍的基础,探究古湖存在对认识文明起源与发展具有重要意义。选取该区张五寨、司马村、后真村、安庄村等4个含湖沼层剖面,采集2个标准钻孔和15个控制孔岩心,进行沉积学、物理磁学、生物化石、有机碳和地球化学等环境指标分析。湖沼层系灰-黑色黏土-粉砂黏土,夹于上下河流相沉积中。放射性碳和释光等测年技术测定结果表明,湖沼层时代为全新世中期,约3~8 kaBP。黏土含量高值与磁化率低值对应,反映出径流搬运的磁性重矿物较少,表明较弱的水动力条件或静水沉积,代表湖沼相环境。孢粉分析出香蒲属、蓼属、莕菜属、狐尾藻属、眼子菜属等水生植物花粉,最高占草本的19.4%。该湖沼层中有机碳含量平均为21.6%,最高达29.4%。化学元素综合环境C值与黏土含量变化同步,反映出古湖在气候湿润或降水增加的环境下形成;还反映了流域植被覆盖度较高,水土流失少,主要搬运细颗粒物质入湖。沉积证据重建的全新世中期湖沼环境,与区域仰韶和龙山文化的古遗址点分布特征一致,由此定量估计了其分布范围和面积。本研究为郑州地区全新世存在古湖沼提供了科学依据,也为人文考古、遗址发掘提供实践意义的帮助。     

长江口区全新世古环境变化及其对黑潮变动的响应

将长江口区古环境变化的历史资料与冲绳海槽黑潮演变的沉积记录进行直接对比，确定了全新世百、千年尺度的气候波动和短期事件与长江口区生存环境变化的时间序列，发现人类社会的历史进程与自然的发展（气候波动）具有一定的对应关系，如黑潮增强、气候温暖时期适宜农业发展和社会稳定，而黑潮减弱、气候变冷时期容易发生人类迁徒和社会动荡。这不仅对于揭示全球气候演变机制，特别是短期气候事件至关重要，而且对于了解人类生存环境的变化趋势也具有相当重要的意义。     

云贵高原晚新生代孢粉植物群与环境变迁

本文依据２０多个剖面（钻孔）近７００个样品的孢粉资料及古地磁极性年表建立了云贵高原４Ｍａ以来的孢粉时间序列，并划分了四个区域孢粉组合带，１７个孢粉组合亚带。依据孢粉混杂堆积的出现，认为云贵高原的上升始于２．８ＭａＢ．Ｐ．，加剧于０．８ＭａＢ．Ｐ．前后。前期地形相对高度＜１０００ｍ，后期相对高度达１５００ｍ；地貌经历了开阔盆地－低洼盆地－山地湖盆－高山湖盆的演化。气候经历了古季风、现代季风的发展过程     

安徽宣城地区中晚更新世风成堆积与环境变迁

通过对宣城向阳中晚更新世沉积剖面的综合研究,认为该剖面与中国北方同时代的黄土—古土壤剖面相比较,虽然长江下游以南地区中晚更新世多个冰期中风成堆积的单层厚度与累积厚度,亦即风成物质的沉积通量与沉积速率均比北方黄土区要小,但它们所反映的气候与环境的变化具有明显的可比性。     

青藏高原东北部黄土沉积化学风化程度及古环境

通过对青藏高原东北部西宁盆地大墩岭剖面24种常微量元素的测定及数据的处理分析，研究了该地区黄土沉积的化学风化程度及某些地球化学特征。相对上部陆壳(UCC)元素平均值，大墩岭剖面显著富集Ca、Mg、Ti、V、Cr、Ni、Y、Zr等，而亏损Si、Al、K、Na、Sr、Nb等；相对于中国黄土(CL)元素平均值，大墩岭剖面明显富含Fe、Ca、Mg、K、Ti、Cr、Mn、Cu、Rb、Sr、Nb、Ba和P，而Si、Na、Co、Ni、Pb则表现为亏损；在UCC标准化图与CL标准化图中，大墩岭黄土与古土壤变化趋势基本一致。大墩岭剖面尚处于脱Ca、Na的大陆风化初期阶段。与其他地区的风尘沉积相似，大墩岭黄土沉积很可能也起源于上部陆壳，但不排除物源存在一定差别。风尘堆积时该区的气候环境比黄土高原要干冷，这与青藏高原第四纪以来的强烈隆升有直接关系。     

新疆艾比湖全新世以来的环境变迁与古气候

于1990，1991年夏对新疆艾比湖湖盆地区进行调查，运用孢粉、元素地球化学、碳酸盐含量以及测年分析，对其沉积物进行研究，重建了湖区全新世古气候的演化序列。结果表明，10．2－8．0kaB．P，气候温凉偏干；8．0－3．5kaB.P，气候以温湿为主，其中7．3－6．4kaB．P．为相对稳定暖湿期；3.5kaB．P.至今，以温干为主，气候与现代相似。随着湖面波动，艾比湖保存有全新世3个不同时期高潮面遗迹，并应用水热平衡模型，对各个高潮面期的古降水量进行计算，全新世暖湿期的降水量比现今高出1／4以上，超过300mm／a，这时期湖面扩大了近3倍。     

青海湖江西沟黄土记录的环境演变

青海湖地区是全球变化研究的热点区域,对全球气候环境变化极其敏感。末次冰消期是青海湖地区风成沉积物发生广泛堆积的时期,也是青海湖地区气候环境发生重要变革时期。通过对青海湖江西沟JXG1和JXG2黄土剖面的研究,重建了末次冰消期以来的环境演变记录。结果指示:(1)13~11.5 kaBP,剖面主要发育砂质黄土,青海湖区总体环境从冷干向相对温暖湿润的凉干环境过渡;(2)11.5~5 kaBP左右,剖面主要发育古土壤层,特别是9~5 kaBP时期,水热组合匹配达到最佳,气候呈现暖湿状态;(3)5 kaBP以来,干湿冷暖交替,尘暴频繁,植被盖度降低,气候进入相对不稳定状态。江西沟黄土剖面记录与青海湖湖泊钻孔和黑马河黄土剖面记录的气候变化过程具有一致性,红度指标是记录环境演变的敏感指标。末次冰消期以来该区黄土沉积主要受控于北半球高纬度夏季太阳辐射驱动的冰量变化,西风带扮演了北大西洋和青藏高原东北部"冷空气传输机"的角色。     

大洋钻探计划(ODP)与海洋有机地球化学研究

本利用长链不饱和酮分子及分子同位素δ＾１３Ｃ来恢复古气候、古溶解ＣＯ２浓度和古盐度；说明有机地球化学在全球变化研究中的应用前景。     

辽西北地区全新世中期以来环境变迁

通过对辽西北牧场泥炭层孢粉含量分析,结合^14C及辽西北地区其他地质记录,初步重建了辽西北地区全新世中期以来,即5000aBP以来的环境演变序列：5000～4400aBP为冷干,但气候仍较今日适宜,辽西地区这时为森林草原景观;4400～2750aBP以温暖湿润为主,后期气候稍冷;2750～1090aBP以冷干为主,后期稍温润;1090～250aBP以干旱为主;250aBP至现在辽西地区环境进一步向干旱化方向发展。辽西北地区环境变化的不同阶段可与当地人类发展对应,温暖湿润的环境使农业得以发展;反之,寒冷干燥、环境恶化,以牧业为主,人民生活受到限制。     

烟台芝罘岛连岛沙坝地区全新世以来的地貌与环境演变

在前人研究成果和已有钻孔资料的基础上，通过野外观测、地貌制图、钻探、取样、年代测定和孢粉分析，对芝罘岛连岛沙坝地区全新世以来的地貌和环境演变进行了研究。结果表明，芝罘岛沙坝地区可划分为北部芝罘岛、南部基岩岬角和中部海积—冲积—风积平原3个地貌单元，其中中部堆积平原又包括西部的河口沙坝—泻湖平原和东部的连岛沙坝平原，其界线为大沽夹河河口。芝罘岛沙坝地区全新统包括5种沉积相、11种沉积亚相，它们构成海侵体系(TST)和高海面体系(HST)两种基本层序，前者形成于6000aBP前的全新世最大海侵时期，后者形成于6000aBP以来的相对海面波动时期。芝罘岛连岛沙坝北部形成于6000～5000aBP的相对海面稳定期及4000aBP以来的波动期，其下伏平台6000aBP前即己形成；沙坝南部开始形成于2300aBP前，最后成陆于300a以来，但其下伏平台在7700aBP前已形成。4000aBP以来相对海面的波动式升降及其河流、海岸地貌响应，在连岛沙坝的形成过程中起了重要作用。     

可可西里地区湖泊水体地球化学特征

根据于１９８９年５－６月和１９９０年５－８月对可可西里地区综合科学考察所得资料，采用常规化学分析法，利用ＩＣＰ－３５２０光谱测定仪分析研究该地区湖泊及其补给水系的化学成分和展布规律。     

黄土高原定西鲁家沟黄土剖面15 ka以来的环境演变

根据鲁家沟黄土剖面粒度、磁化率、有机质和碳酸盐含量等气候代用指标的变化和14C测年结果,分析和讨论了定西地区近15 cal.kaBP以来气候演化的过程。结果表明15 cal.kaBP以来的气候变化可划分为4个阶段:(1)末次冰期晚期(14 900~11 200 cal.aBP),气候较为寒冷干旱;(2)全新世早期(11 200~7 560 cal.aBP),气候开始转暖转湿,但整体上较为寒冷;(3)全新世中期(7 560~3 600 cal.aBP),气候温暖湿润,夏季风强盛;(4)全新世晚期(3 600~1 200 cal.aBP),气候变得干旱,夏季风强烈减退,风尘堆积旺盛,形成了现代黄土和表土层。该区末次冰期晚期以来的环境变化是不稳定的,气候存在频繁次级波动。1 500~1 200 cal.aBP的晚全新世期间,有机质含量出现峰值,表明气候总体向干旱化发展的同时,叠加了人类活动的影响。     

可可西里BDQ0608钻孔沉积物色度环境意义及其影响因素

通过对青藏高原腹地可可西里边缘地区古湖泊体BDQ0608钻孔岩心分析发现,色度在干样和湿样测试中,它们的变化趋势相同,但值有很大的不同,a*和b*值变化较小,而L*值变化较大,达到了22.48,并且色度值随岩心明暗有很好的变化趋势,说明岩心颜色反映一定的成岩环境,可以作为一个环境指标来恢复过去环境。进一步分析认为,L*值高低变化主要是由于总有机碳含量高低引起的。粒度与L*相关分析表明,沉积环境的改变会影响总有机碳的储存情况,进而影响L*值的变化。通过对彩度Ca*b*与其他环境代用指标的分析,认为引起沉积物彩度Ca*b*值变化的主要原因可能是由于当时的温度和水分所引起的氧化-还原反应所生成的致色矿物。彩度Ca*b*值与磁化率、总有机碳和碳酸盐含量都呈正相关关系,而且高的彩度值通常与高的黏土组分含量变化表现出较好的一致性,说明彩度Ca*b*的高值可能指示了较高的湖面,此时研究区环境相对暖湿。     

广西沿岸两大入海河口区域的环境变化与水流动力影响分析

通过对广西沿岸的南流江口和北仑河口的环境变化特征分析得出，江河径流、沿岸风浪流、周期性潮流是这2个河口地区环境变化的主要动力影响因素之一，三者的叠加不但使河口的大小、位置、形态等发生变化，而且还造成海(河)岸及河道的严重侵蚀。